变压器(知识梳理)

2.6变压器变压器的原理1．构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与______连接的线圈叫原线圈，与______连接的线圈叫副线圈．2．原理______现象是变压器的工作基础．原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的______也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生____________．3．作用改变交变电流的______．电源负载互感磁场感应电动势电压电压与匝数的关系1．理想变压器没有___________的变压器．2．电压与匝数的关系原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的______之比，即：U1U2＝n1n2.3．两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫______变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫______变压器．能量损失匝数降压升压理想变压器的基本规律1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁；(2)原、副线圈不计电阻，即不产生焦耳热；(3)铁芯中不产生涡流．2．电压关系(1)表达式：U1U2＝n1n2(2)推导：若理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈两端加交变电压U1，副线圈输出电压为U2.同理，有几组副线圈时，有U1n1＝U2n2＝U2n3……3．功率关系(1)表达式：P1＝P2(2)推导：根据能量守恒定律，对于没有能量损失的理想变压器，输入功率等于输出功率，即P入＝P出，只有一个副线圈时，P1＝P2；存在多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋…4．电流关系(1)表达式：I1I2＝n2n1(2)推导：由功率关系，当只有一组副线圈时，有I1U1＝I2U2得I1I2＝U2U1＝n2n1一定要注意I1I2＝n2n1只适用于单组副线的变压器中．(2013·广东理综)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL＝6Ω，A、B端电压u1＝122sin100πtV．下列说法正确的是()A．电流频率为100HzB．V的读数为24VC．A的读数为0.5AD．变压器输入功率为6W解析：根据u＝Umsinωt及U＝Um2、理想变压器的规律、欧姆定律和电功率公式解决问题．根据u1＝122sin100πtV及U＝Um2知U1＝12V，f＝ω2π＝50Hz，选项A错误；根据U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1＝12×12V＝6V，即V的读数为6V，选项B错误；根据I2＝U2RL＝66A＝1A，即A的读数为1A，选项C错误；根据P1＝P2及P2＝U22RL＝626W＝6W，选项D正确．答案：D变压器的动态变化分析1．制约关系(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2＝n2U1/n1，可简述为“原制约副”．(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1，可简述为“副制约原”．(3)负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2；③总功率P入＝P线＋P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的．2．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)匝数比不变的情况，如图所示．①U1不变，根据U1U2＝n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变．②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．③I2变化引起P2变化，由P1＝P2，故P1发生变化．(2)负载电阻不变的情况，如图所示．①U1不变，n1n2发生变化，故U2变化．②R不变，U2改变，故I2发生变化．③根据P2＝U22R，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开．当开关S接通时，以下说法中正确的是()A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的输入功率增大解析：由于输入电压不变，S接通时理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律I2＝U2R2知，流过R的电流增大，电阻上的电压UR＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得I1U1＝I2U2，I2增大，原线圈输入电流I1也增大，输入功率P1也增大，UMN不变，UR变大，所以UL1变小，流过灯泡L1的电流减小．答案：BCD变压器和分压器的区别变压器(如图甲所示)和分压器(如图乙所示)都能起到改变电压的作用，但二者又有着本质的区别．(1)变压器是一种电感性仪器，是根据电磁感应原理工作的；而分压器是一种电阻性仪器，是根据电阻串联分压原理工作的．(2)变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压；而分压器既可改变交流电压，也可以改变直流电压．(3)对于理想变压器，电压与线圈匝数成正比，即Uab∶Ucd＝n1∶n2；而对于分压器，电压与其电阻成正比，即Uef∶Ugh＝Ref∶Rgh.(4)若在c与d间、g与h间分别接入负载电阻R0后，对于变压器，Ucd不随R0的变化而变化；而对于分压器，Ugh将随R0的增大而增大，随R0的减小而减小．如图所示甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交变电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V．若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交变电压，则a、b间与e、f间的电压分别为()A．220V,220VB．220V,110VC．110V,110VD．220V,0V解析：首先要搞清楚变压器和滑动变阻器在改变电压原理上的本质不同：对于变压器，a、b和c、d间的电压比总是等于它们间线圈的匝数比，与哪一个是原线圈无关，故a、b间接220V交变电压，c、d间电压为110V，c、d间改接110V交变电压时，则a、b间应输出220V电压；对于滑动变阻器，当e、f间接220V电压时，电阻的e、g与f、g部分串联，g、h间电压仅是f、g间电阻上分得的电压，当g、h间接110V电压时，由于e、g部分无电流，e、g两点等电势，e、f间电压等于g、h间电压．答案：B1.如图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率？()A．只减少副线圈匝数B．只减少原线圈匝数C．只增加副线圈匝数D．只减小R的阻碍解析：根据P＝U2R得，保持R不变时，可增大U以使功率增加，方法是减少原线圈匝数或增加副线圈匝数，故选项A错B、C对．增加功率的另一种方法是保持U不变，减小R的阻值，故选项D对．答案：BCD2．一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列物理量一定相等的是()A．交流电的频率B．电流的有效值C．电功率D．磁通量的变化率解析：由变压器的工作原理可知输入、输出交变电流的频率相同，穿过原、副线圈的磁通量变化率相等，所以A、D正确；理想变压器没有能量损失，即输入、输出功率相等，所以C正确；对于升、降压变压器中原、副线圈中电流的最大值、有效值不相同，所以B错．答案：ACD3．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是()A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1解析：此题考查的是对变压器原理的掌握．理想变压器无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同；磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．B、D正确．答案：BD4．下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()解析：电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C正确．答案：C